CC BY
46
Анализ полученных данных изменения ароматических соединений в процессе выдержки показывает (таблица), что ароматические альдегиды образуются уже на 1-м году выдержки и постоянно накапливаются в последующие годы. При этом в первые 15 лет скорость накопления указанных соединений несколько превышает аналогичный показатель после 15 лет. Это, вероятно, связано с тем, что после 15 лет значительно замедляются процессы экстракции лигнина и сами альдегиды, являясь прямыми продуктами его распада, подвергаются окислительным процессам, окисляясь в соответствующие кислоты — ванилиновую и сиреневую. Это объясняет появление последних в коньячных спиртах и коньяках и некоторое их увеличение в процессе выдержки.
Тенденция постоянного накопления ароматических соединений с увеличением возраста присуща всем исследованным коньячным спиртам и коньякам. Определяющая роль этих соединений складывается из двух аспектов. С одной стороны, они оказывают главное влияние ка вкус и букет коньяка, с другой — динамика их изменений в процессе выдержки отображает технологический процесс.
Учитывая особенности структуры лигнина, который представляет собой макромолекулу, построенную из полизамещенных структурных соединений единиц фенольного, гваяцилового и сирин-гильного рядов, а также механизм его этанолиза, заключающийся в деполимеризации этанол-лигнина с возникновением ^-ариловых эфиров гваяцила, сирингина и глицерола, в дальнейшем распадающихся с образованием полимеров, которые путем восстановления и окисления образуют соответствующие спирты и альдегиды, был выведен показатель Р = (ванилин + сиреневый альдегид)/кони-фериловый альдегид. Он позволяет установить средний возраст используемых в купаже коньячных спиртов.
ив-
V
3 4 6 6 7 В в 10 11 12 13 14 15 18 17 18 1В 20
Срок выдержки, ГОДЫ
Была построена Графическая зависимость показателя Р от возраста коньячных спиртов и коньяков (рисунок: 1 — СКП ’’Прасковейское”, 2 — ЗАО ’’Новокубанское”), позволяющая наглядно отразить динамику роста абсолютного значения данного показателя в процессе выдержки.
Введение предлагаемого показателя ^ дает возможность определить средний возраст коньячных спиртов, входящих в купаж коньяка, позволяя таким образом выявить фальсификацию, основанную на имитации факта выдержки или использовании коньячных спиртов не соответствующего марке коньяка возраста.
ЛИТЕРАТУРА
1. Скурихин И.М. Химия коньячного производства. — М.: Пищевая пром-сть, 1968. — 383 с.
2. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. — М.: АН СССР, 1962. — 579 с.
Кафедра технологии виноделия
Поступила 20.10.99 г. .
637.522.7.002.612
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕАЭРАЦИИ ФАРША ДЛЯ КОЛБАСЫ
Д. ЙОРДАНОВ, К. динков
Высший институт пищевой промышленности (Пловдив, Республика Болгария)
Фарш для различных видов колбас представляет собой смесь раздробленных до определенной степени и гомогенизированных мясных продуктов, подсаливающих компонентов, приправ и добавок. Консистенция фарша зависит от таких технологических факторов, как рецептурный состав, вид механической обработки и степень раздробления мясных продуктов. Во время механической обработки в структуру фарша входит воздух [1-4]. Кислород воздуха неблагоприятно влияет на цвет, вкус и консистенцию колбас. Некоторые авторы [1-3, 5-8] указывают на неблагоприятное влияние воздуха, входящего в состав фарша, на качество готовых продуктов. Следовательно, качество колбасы зависит не только от технологических свойств
продуктов, условий и методов их резки и смешивания, но и от степени вакуумирования фарша.
Наполнение колбасы — это последняя операция механической обработки мясных продуктов, позволяющая удалить из колбасы воздух. При дальнейшей тепловой обработке изменяется характер белковой структуры фарша и становится невозможно удалить воздух из колбасы. Фарш вареных колбас имеет маленький вискозитет по сравнению с фаршем варено-копченых, сыровяленых и сырокопченых колбас. Поэтому при удалении воздуха для отдельных видов фарша используется различная величина вакуума.
У существующих вакуум-аппаратов деаэрация фарша осуществляется при относительно небольшой величине вакуума. Она очень важна при выработке сыровяленых и сырокопченых колбас (0,8-0,9 МПа). Для некоторых фаршей с низким
вискозитетом величина вакуума находится в границах 0,3-0,4 МПа.
В большинстве случаев современные машины для наполнения колбасы снабжены вакуум-системой для удаления воздуха из фарша. Однако практика показывает, что вакуум-системы плохо справляются со своей задачей, что, хорошо видно на срезах готовой колбасы Говяжья и Камчия (рис. 1). Это связано с очень слабым воздействием вакуума на фарш в процессе наполнения кЬлбасы.
После однофакторного дисперсионного анализа были установлены области существования факторов р и ( для каждого из исследованных фаршей [9, ЮІ.
При уровне значимости а = 0,05 был проведен полный эксперимент с двумя факторами (табл. 1) через центральный композиционный план [11]. Матрица для планирования эксперимента представлена в табл. 2.
! ' Таблица 1
Ряс. 1
Для улучшения степени вакуумирования фарша нами были проведены исследования [9,10], благодаря которым установлено влияние величины вакуума р&, кПа, и продолжительности вакуумирования с, на содержание воздуха в фарше болгарских колбас. Такой фактор как толщина слоя фарша статистически не влияет на содержание воздуха.
Цель настоящей работы — установление математической модели, описывающей процесс удаления воздуха из фарша для основных групп болгарских колбас: вареных (Говяжья и Камчия), варено-копченых (Веслец и Сервелат) и сыровяленых (Амбарица и Панагюрска луканка).
Для осуществления этого необходимо выполнение следующих задач:
проведение полного факторного эксперимента с двумя факторами;
Факторы Ниж- ний Вер- хний Центр Постоянная величина
уровень (5, мм 5, м2
<■ с /V кПа .. і 5 60 30 98,6 17,5 79,3 30 0,007
-• Таблица 2
N Х9 *1*2 V Ъ | У; У
1 -1 -1 1 1/3 1/3
2 1 -1 -1 1/3 1/3
3 -1 1 -1 1/3 1/3
4 1 1 1 1/3 1/3
5 -1 0 0 1/3 -2/3
6 1 0 0 1/3 -2/3
7 0 -1 0 -2/3 1/3
8 0 1 0 -2/3 1/3
9 0 0 0 -2/3 -2/3
Опыты осуществляли при пятикратной проверке с помощью экспериментальной аппаратуры, разработанной и описанной в работе [9]. О степени деаэрации фарша судили по процентному содержанию в нем воздуха по методике [12].
Таблица 3
Вид колбасы Численные коэффициенты Д2
ьо ь\ Ь2 Н Ь4 Ьь
Говяжья 3,4606 -0,8721 -0,8850 -0,5394 0,5242 -0,5959 0,9776
Камчия 2,4538 -0,4023 -0,6249 -0,4089 0,1173 -0,1549 0,9999
Веслец 1,7802 -0,2641 -0,5320 -0,1922 0,1664 -0,1771 0,9884
Сервелат 1,6431 -0,2777 -0,4858 -0,1230 0,1037 -0,2077 0,9929
Амбарица 1,5495 -0,3029 -0,4810 -0,0968 0,1131 -0,1727 0,9935
Панагюрска луканка 1,4716 -0,3014 -0,4528 -0,1170 0,1097 -0,1796 0,9979
составление по результатам полного эксперимента адекватных математических моделей, характеризующих процесс удаления воздуха из фарша цля основных групп болгарских колбас.
Для исследования использовали фарш вареных, варено-копченых и сыровяленых колбас. Фарш готовили в производственных условиях по стандартным рецептам.
В результате эксперимента установлены адекватные математические модели, описывающие процесс деаэрации в колбасных фаршах, которые могут быть представлены выражением
Е ~ Ь0 + Ь{1 + Ь#, + Ь^р, + Ь/ + ь^;, где Е — содержание воздуха в фарше,
см3/100 см3;
Па.
гланч
тгягп
Оти.г
Ьдоф
т-2
Глпш;
Тл-рпу
А'-'Ои
іЬіагі
щ
пріад
СОИ'йі)
'■ИЧЛЧ'
Рсз
.«июи:
ІЇ
Ач.1
Г'РЛГЙІ
■.1ИЖГ-
їїі.и :
LrJU.HH
Кїк
■Іїіли
СУСТАВ
укирл ‘■і пе Н^іаУЛ ЯЧІ." {крі ГК'
ли С наст^
■И;;
СГ=Й і!' 1<
|і№гь , п.0 Г-Ж К1
Ч"С”|;
фа?ия
■ГПЙ рр
П[іД 5. !]■
Ь. — численные коэффициенты (табл. 3, 1 = 0... 5).
Полученные математические модели имеют нелинейный характер. По этой причине установлен главный фактор, а также влияние каждого отдельного фактора и межфакторное взаимодействие. Относительное влияние отдельных факторов и м^жфакторного взаимодействия представлено в табл. 4. Доказано, что для всех видов фарша р!. — главный фактор, имеющий более существенное влияние на содержание воздуха в фаршах для колбасы, чем продолжительность вакуумирования.
Таблица 4
Вид колбасы Степень факторов, ранг
1 2 3 4 5
Говяжья Ps t tps Ps t2
Камчия Ps tPs p2 t2
Веслец Ps t tps Ps ?
Сервелат Ps'. Ps2 tps t2
Амбарица Ps t Ps2 tps il
Панагюрска луканка Ps t Ps2 tps t2
На рис. 2 представлена поверхность изменения процентного содержания воздуха в фарше колбасы Говяжья в зависимости от р8 и ?, полученная согласно установленной нами адекватной математической модели.
Результаты показывают, что в исследованной области процентное содержание воздуха в фарше колбасы Говяжья минимально (Е = 1,1112 см /100 см3) при р$ 98,6 кПа и ? 30 с.
Аналогично получены поверхности изменения процентного содержания воздуха в фарше в зависимости от р5 и ^ для остальных видов колбасы.
Установленные адекватные математические модели могут быть использованы в следующих направлениях:
для управления и оптимизации процесса в действующих вакуумных аппаратах:
как теоретическая база для определения оптимальных параметров, которым должны отвечать системы и соответствующие механизмы для вакуумирования.
В первом случае использование полученных математических моделей основывается на том, что данные существующих систем для деаэрации (кратковременный прямой контакт вакуум-системы с проходящим через выталкивающий механизм фаршем, относительно высокая производительность вакуум-насосов, фиксируемый диаметр в вакуумзасасывающем трубопроводе, который вместе с капацитетом вакуум-насоса определяет скорость движения удаленного из фарша воздуха) должны регулировать величину вакуума в зависимости от вискозитета и конкретной структуры фарша для различных видов колбас. Регулирование величины вакуума необходимо потому, что при определенной постоянности вакуума возраста-
ет количество частиц, которые выходят вместе с воздухом и забивают вакуум-клапан в вакуум-системе, ослабляя действие деаэрации на проходящий через выталкивающий механизм фарш.
Разработанные адекватные математические модели имеют актуальное значение для создания новых вакуумирующих систем. Они позволяют полностью исключить возможность интерпретации результатов будущих исследований в области деаэрации с помощью вакуумных аппаратов и поставить эти исследования на прочную научную базу.
ВЫВОДЫ
1. Установлено, что изменение процентного содержания воздуха в фарше для колбасы находится в обратно пропорциональной зависимости от величины вакуума ps и продолжительности вакуумирования t .
2. Доказано, что величина вакуума ps — это ведущий фактор в процессе деаэрации колбасного фарша.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бармаш А.И. Влияние механической обработки мяса и вакуумирования на качество фаршевых консервов. / / Мясная индустрия. — 1986. — № 2. — С. 29-31.
2. Филипенко Б.П., Чесиоков В.М., Бредихин С.А. Закономерности деаэрации фаршевых мясопродуктов при сбросе давления: Автореф. / Моск. технол. ин-т мясной и молочной пром-сти. — 1988.
3. Klettner P.-G., Ambrosiadis J. Einfluss von Kutter-, Begasungs- und Fuelltechniken auf die Qualitet von Bruehwurst / / Fleischerei. — 1979. — 30 (12), 980, 983-984, 986, III-IV.
4. Wirth F. Vakuumanwendund bei der Wursthersteliung / / Die Fleischerei. — 1917. — 11, 11-12.
5. Frey W. Vakuumbehandlung von Fleisch- und Wurstwaren / / Fleischerei. — 1980. — 2, 116-118.
6. Muller W.D. Fuellen und Raeuchern bei Bruehwurst // Fieischwirtschaft. —■ 1985. — 65 (3), 287-303, 344.
7. Plewa М., Ristau R.K. Continual vacuumized filling/stuffing equipment // Fleischerei. — 1984. — 35 (12), VII-VIII.
8. Plewa М., Ristau R.K. Kontinuierliche Vakuum-Fuellmaschinen fuer Handwerksbetriebe // Fleischerei. — 1983. — 34 (12), 1017-1020.
9. Йорданов Д.Г., Пионов И.Т. Влияние продолжительности вакуума на процентное содержание воздуха в фарше для колбасы / / Науч. тр. ВИХВП. — 1993. — XXXIX. —
1. '
Рис. 2
10. Йорданов Д.Г., Пионов И.Т. Влияние роста вакуума на процентное содержание воздуха в фарше для колбасы / / Науч. тр. ВИХВП. — 1998. — ХХХХ. — 1.
11. Ах Назарова С.А., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. — М.: Высш. школа, 1978,
12. Коларов К„ Ломев М., Пионов И., Хабова Н.
Изслёдование реологичных свойств в пищевых продуктах с повишением технологичных процессов и конструкций: Отчет по теме НИС в Пищевом ин-те № 23/1976. Поступила 15.06.99 г.
631.576.3
СТАТИСТИЧЕСКАЯ СИЛА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТИ, ДИНАМИЧЕСКАЯ СИЛА РОСТА ПРОРОСТКОВ СЕМЯН
И ИХ СТАНДАРТЫ
И.П. ВЫРОДОВ
Кубанский государственный технологический университет
В работах [1-5] было введено строгое понятие силы семян и установлены некоторые, наиболее важные ее свойства.
Корректное введение силы семян Т7 должно быть основано на таком интегральном, макроскопическом свойстве, каковым является биологический потенциал семян П6, содержащий почти всю информацию о степени необратимости изменений, происходящих на всех этапах [5] функционирования семени. Хотя точный расчет этой величины затруднителен, ее макроскопическая мера может быть определена с помощью эмпирически устанавливаемых величин жизнеспособности Жс и энергетических величин 'Ш, изменяющихся в проростке. Именно эти величины определяют силу семян согласно общему выражению
Г*
(1)
Щ_______
■" ,-згг ~
в котором координата необратимости процессов £ = 5 = К$т [1-4] — для статистической силы жизнеспособности Ий?£ = К^йх — для силы семени, проявляющейся в проростке.
Поскольку величина Жс определяется статистически по всхожести семян, то, полагая П. = /ГжЖс, с помощью выражения (1) получаем представление статистической силы жизнеспособности-[3, 4]. Ее максимальное значение устанавливается при Жс = = 0,5; х = г, что соответствует моменту полного созревания семени [5, 6].
Несмотря на то, что понятие силы семени, проявляющейся в его проростке, должно вводиться согласно (1) по аналогии с силой жизнеспособности семян, на практике до сих пор в качестве меры этой силы используют величину скорости роста проростка, определяемую по высоте его стебля I. Однако при изменении величины I возможна различная степень облиственности проростка, естественно, изменяется и толщина стебля. Эти важнейшие факторы энергетики проростка обесценивают установленный стандарт определения силы, по величине I. В стандарт должна также входить и масса проростка. В этом случае он будет отражать динамическую величину силы, а не кинематическую, как это определяет существующий стандарт. Динамический аспект силы связан с энергией. Наиболее ярким событием со времен Аристотеля (так и не сумевшего дать количественного определения силы) было установление И. Ньютоном второго
закона, согласно которому сила равна скорости изменения импульса тела, обладающего массой т. Укажем, что сам И. Ньютон, оценивая физическую сущность закона, утверждал, что он отражает врожденное свойство материи. В дальнейшем оказалось, что привлечение с помощью этого закона механических аналогий к различным разделам других научных дисциплин, особенно физической химии, приводит к плодотворным результатам. Скрытность врожденного свойства материи являет нам закон, обладающий совершенной общностью для всего окружающего мира, ибо, как это было установлено в последующем, в механике Лагранжа-Гамильтона этот закон (уравнения Лагранжа-Эйлера) есть следствие экстремальных свойств движения материи. Это, весьма содержательное и в биологии понятие силы, будет прослеживаться в настоящей работе.
Введение строгого понятия силы жизнеспособности семян оказалось возможным потому, что в результате многочисленных экспериментальных исследований был однозначно установлен нормальный закон жизнеспособности семян [1-4]. С введением понятия ’’живой” силы встречаются затруднения, заключающиеся в том, что неизвестен закон распределения вероятностей живучести семян в период их связи с проростками. Этот закон должен находиться детерминированно, для каждого отдельно взятого эксперимента. В связи с этим возникает вопрос: какой же промежуток времени следует взять для нового стандарта силы? Для ответа на него необходимо прежде всего выделить характерные периоды проявления этой силы. Первый период мы отнесем ко времени перестройки функционирования семени в почвенных условиях. Его окончание характеризуется появлением проростка. Второй период относится к процессу роста проростка, биологически еще контактирующего с подпитывающим его семенем. В третьем периоде возникает и развивается растение, наделенное лишь способностью считывания шифра силового свойства семени. На этом этапе как семя, так и его сила присутствуют в растении виртуально, информативно. Таким образом, реальная (живая) сила Fp подлежит стандартизации на втором этапе, начало которого связано с перестроечными процессами семени, а конец — с перестроечными процессами в самом проростке. Этот момент времени может и не обладать какой-нибудь энергетической особенностью, поэтому сначала для введения силовой меры проростка следует
ВЗЯТЬ Ї
напрт
пророс
лестоеі
Ее (
множа гравит. ной и, мое по гичесю Ст по: измере гичесю
Раск
Из у вует д; корени случае крести высоть: водная Вид п{ вить пі данньк лении, тенциа
ГИЮ ЭЕ
назове
Варі
тенциа
тельно
в ОТЛИ1
стою. ( цию, к запише виде:
где пре скорос' ние ОТ]
' Таки в вели> зывает устанаї кинети характе В вь
П0ТЄНЦ1
ал, эле] предста
